JPH09200998A - 動圧軸受スピンドルモータ及びこれを用いた回転ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスク装置等の小形スピンドルモータの
必要な回転精度，軸受剛性を得ると共に、量産化を可能
にしてコスト低減を図る。 【解決手段】スピンドルモータの回転シャフト２をラジ
アル軸受部４ａを有するすべり軸受４により支持する。
すべり軸受４は焼結含油軸受で、軸受内周４ａ・シャフ
ト２外周間の隙間１７に潤滑剤が介在し、軸受内周面４
ａには、軸受中心と同心をなして隙間１７の最小部分ｃ
₁を決定する同心円弧面１６と、隙間１７がシャフト回
転方向に向かって次第に狭まって同心円弧面１６につな
がるよう軸受中心から偏心した偏心円弧面１５とが、そ
れぞれ３つ以上形成される。同心円弧面１６の円弧角θ
₂が偏心円弧面１５の円弧角θ₁に対して相対比で０．０
５〜０．１、偏心円弧面１５のシャフト２に対する最大
隙間ｃ₂が最小隙間ｃ₁の２〜６倍である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動圧軸受を用いた
スピンドルモータに係り、特に磁気ディスク装置、光デ
ィスク装置、レーザビームプリンタ用ポリゴンミラー、
ＶＴＲ用シリンダ等の駆動装置のように、高精度の回転
性能が要求される小型の動圧軸受スピンドルモータ及び
その応用機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器等に用いられる磁気ディスク装
置等のスピンドルモータでは、回転体の支持にラジアル
玉軸受を用いたものが主であったが、玉軸受では回転数
に同期しない非同期振動を下げることができないので、
回転の高精度化や高速回転化に限界が有り、情報機器の
高密度化、高速化の妨げとなっている。

【０００３】これに対して、すべり軸受で支持する場合
は、回転による動圧油膜で回転体を非接触で支持できる
ので、非常に高精度の回転が可能であり、また高速回転
化にも適している。

【０００４】磁気ディスク等，回転ディスク装置のスピ
ンドル（回転シャフト）をすべり軸受で支持する場合
は、次の点に留意する必要がある。

【０００５】（イ）スピンドルの径方向及び軸方向の位
置決めをすると共に、軸振動を防止するためにラジアル
及びスラストのすべり軸受が必要である。

【０００６】（ロ）通常、すべり軸受は接触型の玉軸受
に比べ油膜を介してスピンドルを支持するため軸受剛性
が極端に低下するのは避けられず、高精度の回転性能を
保持するためには剛性の向上策が不可欠である。

【０００７】（ハ）油潤滑すべり軸受の場合は潤滑剤を
軸受部に保持することと、磁気ディスクのコンタミネー
ションを防止する目的からシール装置が必要となってく
る。

【０００８】前記した（ロ）の剛性向上策としては、従
来より大型回転機，高速ターボ機械等の動圧軸受でみら
れるような技術、すなわち、回転シャフト・軸受内周間
に回転方向に次第に狭くなるくさび形の隙間を等角度に
３つ以上配置して、くさび形隙間に生じる潤滑剤の油膜
圧力（動圧）を高める方式を利用することが考えられ
る。

【０００９】例えば、特開昭４７−１４５４７号公報、
特開昭５５−１６３３１６号公報等に記載される動圧軸
受においては、軸受本体（ブッシュ，スリーブ）の内周
に４個又は３個の凹部（溝）を等間隔で形成し、この凹
部に前述したくさび形隙間形成用の円弧面を有するパッ
ド（軸受金）を挿入固着しており、特開昭６４−１２１
２０号公報に記載される流体力学的ジャーナル軸受で
は、軸受内周面に直接、前記パッドに相当する多円弧面
を形成し、実公昭４７−４２７４２号公報に記載される
多面ジャーナル軸受では、半径Ｒの軸受基円内周に、軸
受中心を通る水平及び垂直線を起点とし、回転方向に２
０°〜３０°の位置に４本の油溝を設け、半径Ｒよりも
小さい半径ｒで、各油溝を起点として回転方向に延長さ
れ、前記水平及び垂直線を基円との交点において基円と
交わる多円弧面（偏心円弧面）を形成して、動圧発生用
のくさび形隙間を軸受内周・回転シャフト外周との間に
確保するものがある。

【００１０】なお、上記のくさび形隙間は軸受内周側に
そのような隙間が生じる曲面を確保するものであるが、
くさび形状の軸受隙間を形成するその他の技術として
は、特開平５−１０６６３２号公報に記載されるような
ポリゴンスキャナの動圧流体（空気）軸受がある。この
従来技術は、台座に固定される固定軸と中空回転軸との
間にすきまを設けてラジアル軸受部とするとともに、中
空回転軸の内周面を成形加工し且つ樹脂被覆を施してく
さび形の隙間を軸受摺動面の周方向に２個以上形成した
ものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような動圧発生
用のくさび形隙間を有する軸受を磁気ディスク装置等の
情報機器，精密機器等の小型でより高精度の回転を要求
されるスピンドルモータに適用する場合には、次のよう
な課題を解決する必要がある。

【００１２】磁気ディスク装置等のように小型で高精
度回転が要求されるスピンドルモータの軸受を対象とし
て、前記のようなくさび形隙間による軸受剛性向上策を
図る場合、コスト的な問題から軸受の量産性が要求され
る。そのためには、軸受内周にくさび形隙間を形成する
ためのパッドを装着するような軸受本体と別部品を用意
することなく、直接、軸受内周面にくさび形隙間形成用
の多円弧面（軸受内周・シャフト外周の隙間が回転方向
に向けて次第に狭まるような円弧面を複数等間隔に形成
したもの）を成形することが望ましい。

【００１３】しかし、単に軸受内周に多円弧面を形成
する場合には、寸法測定する際の基準面がないため精度
よく測定することは難しく、このため軸受すきま及び形
状を適正に設定することが難しい。

【００１４】この点、実公昭４７−４２７４２号公報に
記載のように、軸受基円内周を確保しながら、この基円
内周に交わるようにくさび形隙間形成用の多円弧面を形
成する場合には、軸受基円内周が基準面となるために、
軸受すきま及びその形状を設定しやすい。

【００１５】ただし、この従来技術は、タービン発電機
等の大形回転機仕様のものであるため、軸受の内周面に
円弧面を形成する場合、機械加工が不可欠であった。ま
た、軸受内周形状は、円弧面に対し回転方向に２０〜３
０°の角度をもって軸受基円部を有する形状となってい
る。このような構成によれば、軸の回転による動圧作用
によって発生する油膜圧力は、半径ｒの偏心円弧面と軸
との間によって確保されるくさび形隙間にだけ生じ、軸
受基円部と軸との間には形成されない。従って、軸受基
円部はそれぞれ２０〜３０°の角度をもって４箇所形成
した場合には、油膜圧力の発生領域は、その分縮小され
るため圧力の分散均等化が犠牲になり、特に、磁気ディ
スク装置にように、軸受の直径が非常に小さい（φ２〜
５ｍｍ程度）場合には、軸受剛性に充分な油膜圧力分布
を確保するのが困難である。

【００１６】本発明の目的は、第１に、磁気ディスク装
置，光ディスク装置，レーザビームプリンタ用ポリゴン
ミラー，ＶＴＲ用シリンダ等の小形機器に対応した必要
な回転精度，軸受剛性が得られると共に、量産化を可能
にしてコスト低減を図り得る動圧軸受スピンドルモータ
を提供することにある。

【００１７】第２には、上記の動圧軸受スピンドルモー
タの応用装置として、特に磁気ディスク装置，光ディス
ク装置等のディスクの回転数に同期しない非同期振動成
分を小さくすることで、その分、記録の高密度化を図る
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には、次のように構成する。

【００１９】第１の課題解決手段は、回転シャフトが少
なくともラジアルすべり軸受により支持されるスピンド
ルモータであって、前記ラジアルすべり軸受は、次の要
件を備える動圧軸受、すなわち、含油性を有する焼結金
属の型成形体であって、軸受内周・回転シャフト外周間
の隙間に潤滑剤が介在し、軸受内周面には、軸受中心と
同心をなして前記隙間の最小部分を決定する同心円弧面
と、前記隙間がシャフト回転方向に向かって次第に狭ま
って前記同心円弧面につながるよう軸受中心から偏心し
た偏心円弧面とが、それぞれ３つ以上，同心円弧面同士
及び偏心円弧面同士で等角度配置になるよう形成され、
且つ、前記同心円弧面の円弧角が前記偏心円弧面の円弧
角に対して相対比で０．０５〜０．１の範囲にあり、前
記偏心円弧面の前記回転シャフトに対する最大隙間が最
小隙間の２〜６倍の範囲にある動圧軸受であることを特
徴とする。これに関連して、上記構成の動圧軸受付きス
ピンドルモータを磁気ディスク，光ディスク等の駆動装
置に適用した回転ディスク装置も提案する。

【００２０】上記構成における動圧軸受は、軸受材とし
て焼結金属を用いて型成形されるために、量産性に優
れ、また、軸受内周面には、別部品たるパッドを設ける
ことなく動圧発生用の偏心円弧面を形成するので、低コ
スト化を図り得る。

【００２１】軸受内周面には、偏心円弧面のほかに、軸
受中心と同心をなして軸受内周・回転シャフト（スピン
ドル）外周間の最小隙間を決定する同心円弧面が存在す
るために、軸受内周面に偏心円弧面等の多円弧面を形成
する場合であっても、上記の同心円弧面が寸法測定する
際の基準面となるため、この種軸受を容易に精度良く型
成形することが可能になる。

【００２２】軸受内周の偏心円弧面・回転シャフト外周
との間（くさび形隙間）には、回転シャフトの回転とく
さび形隙間との協働による動圧作用によって回転シャフ
トを軸受剛性を高めながらバランスよく保持する油膜圧
力分布が生じる。軸受内周の同心円弧面と回転シャフト
の間には、動圧作用による油膜圧力分布が生じないが、
本発明では、同心円弧面の円弧角が偏心円弧面の円弧角
に対して相対比で０．０５〜０．１の範囲にあれば、小
形スピンドルモータ軸受の必要最小限の基準面を確保で
きることを見出し、そのように設定した。その結果、動
圧による油膜圧力の非形成分布領域を極力小さくでき、
軸受の直径が非常に小さい小型スピンドルモータ仕様の
ものであっても、油膜圧力分布を充分に確保して有効に
発生させる（換言すれば、動圧による油膜圧力の分散均
等化を図り得る）ので、軸受剛性の向上ひいては軸振動
抑制を図ることができる。なお、試験によれば、上記の
ような円弧角相対比の下で、偏心円弧面の回転シャフト
に対する最大隙間が最小隙間の２〜６倍の範囲であれば
最適油膜圧力分布を確保することができた。

【００２３】第２の課題解決手段は、磁気ディスク，光
ディスク等の記憶媒体を支持する回転体と、該回転体を
駆動するスピンドルモータと、該スピンドルモータの回
転シャフトを支持する動圧軸受と、前記記憶媒体の記憶
内容を少なくとも読み取る機能を有するヘッドとを備え
た回転ディスク装置において、前記動圧軸受は、その内
周面に軸受内周・回転シャフト外周間の隙間をシャフト
回転方向に向かって次第に狭まらせるように軸受中心か
ら偏心した動圧発生用の偏心円弧面が４個，等角度配置
により形成され、且つ、前記軸受内周・回転シャフト外
周間に発生する動圧たる油膜圧力分布のピーク位置と前
記ヘッドのシーク方向を一致させて成ることを特徴とす
る。

【００２４】このような構成によれば、回転ディスク装
置における回転シャフト（スピンドル）の回転と偏心円
弧面によるくさび形隙間との協働による動圧作用によっ
て回転シャフトを軸受剛性を高めながらバランスよく保
持する油膜圧力分布が生じる。しかも、軸受内周・回転
シャフト外周間に発生する動圧たる油膜圧力分布のピー
ク位置と前記ヘッドのシーク方向を一致させるが、この
場合、多円弧面（偏心円弧面）を４個，等角度配置にす
ることにより、回転シャフトを挾んで１８０°で向き合
う偏心円弧面同士の油膜圧力分布のピーク位置とヘッド
のシーク方向が一致することになる。

【００２５】したがって、常にシーク方向と同一方向で
は、軸受の最大の油膜圧力が生じる箇所で支持されるの
で、シーク位置における回転シャフトの非同期振動成分
をより小さくできるので、回転ディスクに対する高記録
密度化を図れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明する。

【００２７】図１は本発明の第１の実施形態に係るスピ
ンドルモータを磁気ディスク装置に適用した縦断面図、
図２は上記のスピンドルモータに用いるすべり軸受の形
状を回転シャフトとの関係で示す平面図、図３は上記す
べり軸受における動圧作用による油膜圧力分布の発生形
態を示す説明図である。

【００２８】図１において、モータベース１１の中央に
軸受ハウジング５が固設され、軸受ハウジング５内に、
すべり軸受４が圧入固着される。すべり軸受４内に磁気
ディスク用スピンドルとなる回転シャフト２が回転可能
に挿入，支持されることで、すべり軸受４内周がラジア
ル軸受４ａを構成する。

【００２９】回転シャフト２は、縦軸型で、その上端が
磁気ディスク１９付き回転体１のハブ３に嵌合し、下端
にスラストプレート６が固着される。ハブ３がすべり軸
受４の軸方向上端面に位置し、スラストプレート６がす
べり軸受４の軸方向下端面に位置することで、ハブ３及
びスラストプレート６がスラスト方向のシャフト移動規
制手段を構成し、回転体１の軸方向の位置決めをすると
共に、回転体１や磁気ディスク１９等の重量を支持す
る。すなわち、すべり軸受４は、ラジアルすべり軸受と
スラストすべり軸受を兼用するラジアル・スラスト一体
型構造である。

【００３０】磁気ディスク１９の回転体１への装着は、
スペーサ２０を介してクランプ２１により締結すること
で行われる。

【００３１】軸受ハウジング５の外周部には、ステータ
８が取り付けられる。回転体１の周縁には、筒状側壁部
１Ａが形成してあり、この側壁部１Ａが下側に向いて、
その内周にステータ８と対向するロータマグネット９が
固着される。ステータ８とロータマグネット９はモータ
１０を構成して、回転体１を回転駆動させる。

【００３２】軸受ハウジング５の下部には、シールキャ
ップ１２が被着され、軸受ハウジング５の上部に磁性流
体を磁気的にシールするためのシール装置１４が設けて
ある。シールキャップ１２，軸受ハウジング５，シール
装置１４により、潤滑剤（潤滑油）となる磁性流体１３
を封入するすべり軸受収容部が構成される。

【００３３】磁性流体シール装置１４は、透磁性の回転
体１のハブ３外周部との間に磁気回路を形成し、この磁
気回路の吸引力によって、ハブ３外周部とシール装置１
４との隙間から磁性流体１３が洩れるのを封止する。こ
のように、磁性流体１３はすべり軸受４の潤滑作用に供
されるとともに、シール作用にも共用されている。

【００３４】すべり軸受収容部により、磁性流体１３
が、軸受内周（ラジアル軸受）４ａ・回転シャフト２外
周間と、スラスト軸受４ｂ・ハブ３下端面間と、スラス
ト軸受４ｃ・スラストプレート６間と、シャフト２に設
けられた油室７等に充填される。

【００３５】この磁性流体１３は、本スピンドル装置
（ディスク装置）を反転した状態で上方部から注入し、
その後シールキヤップ１２を軸受ハウジング５にねじ止
め或いは接着剤を用いて被着することで、磁性流体１３
が気密性を保って封入される。

【００３６】ここで、本発明の要素となるすべり軸受４
について、図２を用いて詳述する。

【００３７】すべり軸受４は、その製作過程では、材料
コストの非常に安い焼結粉末合金を用いて、先ずドーナ
ツ状に型成形される。例えば、含油性を有し、成形加工
が容易な銅ベースの焼結金属を用いる。このドーナツ状
型成形体を、軸受ハウジング５に圧入後、ラジアル軸受
４ａの内周面が次のような多円弧面及び寸法精度になる
ようサイジング加工される。

【００３８】軸受４のラジアル軸受４ａ内周面には、軸
受中心と同心をなして軸受内周・回転シャフト外周間の
隙間の最小部分ｃ₁を決定する半径ｒ₁の同心円弧面１６
と、前記隙間の最大部分ｃ₂からシャフト回転方向に向
かって次第に狭まって同心円弧面１６につながるよう軸
受中心から偏心した半径ｒの偏心円弧面１５とが、それ
ぞれ３つ（計６面），同心円弧面１６同士及び偏心円弧
面１５同士で等角度配置になるようサイジングピンによ
り形成してある。本例では、ｒ₁＜ｒとしているが、偏
心量に応じてｒ₁＝ｒ或いはｒ₁＞ｒとしてもよい。

【００３９】ここで、同心円弧面１６と、シャフト回転
方向に向かって次第に狭まって前記同心円弧面１６につ
ながるよう軸受中心から偏心した偏心円弧面１５とを１
組の多円弧面とした場合（図２では、計３組の多円弧面
が存在することになる）、各組における同心円弧面１６
と隣の組の偏心円弧面１５との間に潤滑剤の断面半円状
の供給溝（以下、給油溝と称する）１８が形成してあ
る。給油溝１８は、等角度配置となる。

【００４０】同心円弧面１６の円弧角θ₂は、偏心円弧
面１５の円弧角θ₁に対して相対比で０．０５〜０．１
の範囲にあり、偏心円弧面１５の回転シャフト２に対す
る最大隙間ｃ₂が最小隙間ｃ₁の２〜６倍の範囲にあるよ
うに設定してある。

【００４１】軸受すきまｃ₂，ｃ₁は、軸受の剛性を設計
する際のポイントであり、特に最小すきまｃ₁の設定は
重要なパラメータとなる。このようなｃ₁については、
偏心円弧面１５（θ₁）だけでは給油溝１８との線結部
が線（あるいは面とり）結合になり、各結合部の寸法を
同一に揃えることは不可能に近く、軸受すきまの最小値
ｃ₁を確保することが難しい。また、寸法測定する際の
基準とする面がないため、実際上の寸法公差精度を管理
し、必要な軸受すきまの設定ができない。

【００４２】しかし、本実施形態では、同心円状の面１
６（θ₂）を設けて寸法測定の基準面とすることによっ
て、最小すきまｃ₁を精度良く管理することができる。

【００４３】偏心円弧面１５は、回転シャフト２外周と
の間に回転方向にくさび形を呈する動圧発生用の隙間
（くさび形隙間）１７を形成し、このくさび形隙間１７
は、回転シャフト２をバランスよく支持して軸振動を抑
制するために、少なくとも３箇所、等間隔（等角度配
置）に形成されている。

【００４４】給油溝１８は、回転シャフト２外周・すべ
り軸受４内周間の磁性流体１３を導入し易くしている。
また、すべり軸受４の両端面のスラスト軸受４ｂ、４ｃ
には、テーパランド状の動圧発生溝（図示せず）がパン
チにより成形されて潤滑作用を容易にしている。

【００４５】次に本実施形態の動作について説明する。

【００４６】ステータ８のコイルに通電すると、ロータ
マグネット９は回転力を受け、回転シャフト２と共に磁
気ディスク１９を搭載した回転体１が回転する。

【００４７】軸受油室７内及びすべり軸受４の内部空間
部には磁性流体１３が封入されており、シャフト２の回
転による動圧作用によって、ラジアル軸受４ａ・シャフ
ト２間には油膜圧力が形成される。この油膜圧力の発生
状態を図３により説明する。

【００４８】図３に示すように、シャフト２が矢印の如
く回転すると、ラジアル軸受４ａ・シャフト２間に形成
されたくさび形隙間１７は、回転方向に次第に狭くなる
流路となるので、この部に流入した磁性流体１３は昇圧
して油膜圧力分布Ｐ₁を発生する。この油膜圧力分布Ｐ₁
は、内周の１２０度間隔に設けられた各くさび形隙間１
７に発生しており、シャフト２が偏心すると、すきまの
狭くなった側の圧力が高くなって、シャフト２を中心位
置に押し戻すように作用するので、回転中心のバランス
を維持できる。磁性流体１３は給油溝１８を介して、油
室７から順次補給されるので油膜圧力分布Ｐ₁は常時安
定に保たれ、良好な潤滑性能が維持される。

【００４９】また、同心円弧面１６（θ₂）の最小すき
まの一部は、起動あるいは停止時に見かけ上シャフト２
と接するが、軸受４が焼結粉末材で成形後に気孔部には
含油処理が施されるので、完全な金属接触には至らず摺
動面を損傷することはない。

【００５０】軸受の最小すきまｃ₁は、サイジングピン
により±１μｍ以下の精度にすることもできるが、最大
すきまｃ₂は大きすぎると流体が側面に逃げ易く、また
小さすぎると流体が導入されにくくなるため、圧力の発
生範囲が狭くなり剛性に影響するので、最小すきまｃ₁
との相対的な比で選定される。試験によれば、最大すき
まｃ₂は最小すきまｃ₁に対し、２〜６倍の範囲において
最適値を示すので寸法公差的には設定が容易である。な
お、同心円弧面１６と回転シャフト２の間には、動圧作
用による油膜圧力分布が生じないが、同心円弧面１６の
円弧角θ₂を偏心円弧面の円弧角θ₁に対して相対比で
０．０５〜０．１の範囲にしたので、動圧による油膜圧
力の非形成分布領域を極力小さくでき、軸受の直径が非
常に小さい小型スピンドルモータ仕様のものであって
も、油膜圧力分布を充分に確保して、動圧による油膜圧
力の分散均等化を図り得るので、軸受剛性の向上ひいて
は軸振動抑制を図ることができる。

【００５１】このように、本実施形態では、同心円弧面
１６の偏心円弧面１５に対する相対比を極力小さくし、
且つ軸受・回転シャフト間の最大，最小のすきま比を適
正に選定するので、小型のスピンドルモータの軸受油膜
の剛性向上が図れ、回転体ひいては磁気ディスクの振動
を抑制し、回転精度を高めることができる。

【００５２】また、すべり軸受を量産性に優れ且つ加工
容易な焼結金属の型成形体で、しかも基準面となる同心
円弧面を確保しながら動圧発生用の偏心円弧面を形成す
るので、高精度なスピンドルモータひいては磁気ディス
ク装置を低コストを図りつつ実現することができる。

【００５３】さらに、動圧すべり軸受４がラジアル，ス
ラスト軸受一体型成形構造としてあるため、部品点数低
減，コスト低減をより助長する。また、磁性流体を潤滑
剤として用い、磁性流体シール装置を用いて潤滑剤の漏
洩を防止するので、シール構造の簡略化を図り得る。

【００５４】図４に本発明の第２の実施形態に係るすべ
り軸受を、回転シャフトとの関係で示す平面図である。

【００５５】本実施形態では、偏心円弧面１５及び同心
円弧面１６をそれぞれ４つ（計８面），同心円弧面同士
及び偏心円弧面同士で等角度配置になるように形成した
ものである。同心円弧面１６の円弧角θ₄と偏心円弧面
１５の円弧角θ₃との相対比、及び軸受４内周・回転シ
ャフト２外周間の最大隙間ｃ₂と最小隙間ｃ₁との比は第
１の実施形態と同様である。給油溝１８も４箇所に配設
されている。

【００５６】本実施形態において、各偏心円弧面１５
（θ₃）を展開した長さは、図２に示した偏心円弧面１
５（θ₁）の場合に比較して縮小するため、偏心円弧面
１５の１つあたりの動圧による油膜圧力分布Ｐ₂の発生
領域が狭められ、油膜圧力のピーク値も多少変化する。

【００５７】図５は、図４に示したラジアル軸受４ａ内
周面の油膜圧力の発生形態を示した図である。内周の４
箇所に９０°配置により形成された各くさび形隙間１７
には、ほぼ同等の油膜圧力分布Ｐ₂が発生するが、油膜
圧力のピーク値は図２に示す３円弧（θ₁）に比べて多
少低下しＰ₁＞Ｐ₂となる。しかしながら、油膜圧力発生
の間隔は短縮されるため剛性的には遜色がなく、十分な
振動抑制効果を得ることができる。

【００５８】図６は、上記第２の実施形態における磁気
ディスク装置において、磁気ディスク１９面上に搭載さ
れる磁気ヘッド２２のシーク方向に対する動圧すべり軸
受４の配置を示した図である。磁気ヘッド２２のシーク
方向（矢印ｈ方向）に合わせて、軸受４の油膜圧力がピ
ークになる位置に対応して配置構成されている。

【００５９】本実施形態によれば、回転シャフト２を挾
んで１８０°で向き合う偏心円弧面１５同士の油膜圧力
分布のピーク位置と磁気ヘッドのシーク方向が一致する
ことになる。

【００６０】したがって、常にシーク方向と同一方向で
は、回転体１を油膜圧力が最も大きく発生する軸受面で
支持できるため、磁気ヘッド２２のシーク位置における
回転シャフトの非同期振動成分をより小さくできるの
で、回転ディスク１９の高記録密度化を図れる。

【００６１】図７は本発明の第３の実施形態における磁
気ディスク用スピンドルモータを回転シャフトを省略し
て示す縦断面図である。

【００６２】本実施形態では、すべり軸受４の軸受ハウ
ジング５´をモータベース１１と一体成形して、部品数
を減らした構成としている。これ以外の他の構成につい
ては、図１に示す第１の実施形態と同様の構成である。

【００６３】すべり軸受４は焼結粉末合金材を用いて、
成形後に、必ず含油処理を施すため表面の気孔部は油が
にじんだ状態にある。このため、すべり軸受４の外周部
には気孔部の油が外部へ流出しないようにカバーを設け
るのが通例であり、図１に示す如く軸受ハウジング５が
設けられる。この軸受ハウジング５は、モータベース１
１に圧入し接着剤で固設されるが、組立作業上直角度な
どの精度も要求される。

【００６４】これに対して本実施形態では、モータベー
ス１１はアルミ系材質の成形量産品であり、その一部に
すべり軸受４を内設する構造にすることは容易である。
また、同材質で一体的に成形した方が、温度上昇時の熱
変形が少ないので回転精度の向上が図れ、さらに別成形
の軸受ハウジング５を排除したことによって、量産時に
コスト低減が図れるものである。

【００６５】以上、本発明の動圧軸受スピンドルモータ
を磁気ディスク装置に適用した場合について説明した
が、光ディスク装置，レーザービームプリンタ用ポリゴ
ンミラー，ＶＴＲ用シリンダ等の駆動用モータに用いて
も同様の作用、効果を得ることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、第１の課題解決手段によ
れば、磁気ディスク装置，光ディスク装置，レーザビー
ムプリンタ用ポリゴンミラー，ＶＴＲ用シリンダ等の小
型，高精度が要求されるスピンドルモータにおいて、必
要な回転精度，軸受剛性が得られると共に、量産化を可
能にしてコスト低減を図り得る。

【００６７】第２の課題解決手段によれば、上記の動圧
軸受スピンドルモータの応用装置として、特に磁気ディ
スク装置，光ディスク装置等の回転ディスク装置の非同
期振動成分を極力抑制して、ディスクの記録の高密度化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータ
の縦断面図。

【図２】上記実施形態に用いるラジアルすべり軸受を回
転シャフトとの関係で示す平面図。

【図３】図２のラジアル軸受部に発生する油膜圧力分布
の説明図。

【図４】本発明の他の実施形態によるラジアルすべり軸
受を回転シャフトとの関係で示す平面図。

【図５】図４のラジアル軸受部に発生する油膜圧力分布
の説明図。

【図６】磁気ヘッドのシーク方向と軸受の配置関係を示
す図。

【図７】本発明の他の実施形態による軸受固定部の縦断
面図。

【符号の説明】

１…回転体、２…シャフト、３…ハブ、４…すべり軸
受、４ａ…ラジアルすべり軸受部、４ｂ，４ｃ…スラス
トすべり軸受部、５…軸受ハウジング、６…スラストプ
レート、８…ステータ、９…ロータマグネット、１１…
モータベース、１２…シールキャップ、１３…磁性流
体、１４…磁性流体シール装置、１５…偏心円弧面、１
６…同心円弧面、１８…供給溝（給油溝）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 謙二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 井上 知昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐藤 建 東京都千代田区神田美土代町７番地 日本 サーボ株式会社内 (72)発明者 羽鳥 早千雄 東京都千代田区神田美土代町７番地 日本 サーボ株式会社内 (72)発明者 要藤 慎一 群馬県桐生市相生町３−93番地 日本サー ボ桐生工場内 (72)発明者 河原 紀之 群馬県桐生市相生町３−93番地 日本サー ボ桐生工場内 (72)発明者 西田 博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 西村 裕司 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転シャフトが少なくともラジアルすべ
   り軸受により支持されるスピンドルモータであって、 前記ラジアルすべり軸受は、次の要件を備える動圧軸
   受、 すなわち、含油性を有する焼結金属の型成形体であっ
   て、軸受内周・回転シャフト外周間の隙間に潤滑剤が介
   在し、軸受内周面には、軸受中心と同心をなして前記隙
   間の最小部分を決定する同心円弧面と、前記隙間がシャ
   フト回転方向に向かって次第に狭まって前記同心円弧面
   につながるよう軸受中心から偏心した偏心円弧面とが、
   それぞれ３つ以上，同心円弧面同士及び偏心円弧面同士
   で等角度配置になるよう形成され、且つ、前記同心円弧
   面の円弧角が前記偏心円弧面の円弧角に対して相対比で
   ０．０５〜０．１の範囲にあり、前記偏心円弧面の前記
   回転シャフトに対する最大隙間が最小隙間の２〜６倍の
   範囲にある動圧軸受であることを特徴とする動圧軸受ス
   ピンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記同心円弧面と、前記軸受内周・回転
   シャフト外周間の隙間がシャフト回転方向に向かって次
   第に狭まって前記同心円弧面につながるよう軸受中心か
   ら偏心した偏心円弧面とを１組の円弧面とした場合、各
   組における同心円弧面と隣の組の偏心円弧面との間に潤
   滑剤の供給溝が形成してある請求項１記載の動圧軸受ス
   ピンドルモータ。
3. 【請求項３】 前記回転シャフトには、前記ラジアルす
   べり軸受の両端に潤滑剤を介して位置するスラスト方向
   のシャフト移動規制手段が配設されて、前記ラジアルす
   べり軸受とスラストすべり軸受とが一体型成形品として
   ある請求項１又は請求項２記載の動圧軸受スピンドルモ
   ータ。
4. 【請求項４】 前記回転シャフトは、縦軸型で、その上
   端が回転体のハブに嵌合し、下端にスラストプレートが
   固着され、前記ハブが前記ラジアルすべり軸受の軸方向
   上端面に潤滑剤を介して位置し、前記スラストプレート
   が前記ラジアルすべり軸受の軸方向下端面に潤滑剤を介
   して位置することで、前記ラジアルすべり軸受とスラス
   トすべり軸受とが一体型成形品としてある請求項１又は
   請求項２記載の動圧軸受スピンドルモータ。
5. 【請求項５】 前記ラジアルすべり軸受を収容する軸受
   ハウジングとモータベースとが一体成形されて成る請求
   項１ないし請求項４のいずれか１項記載の動圧軸受スピ
   ンドルモータ。
6. 【請求項６】 磁気ディスク，光ディスク等の記憶媒体
   を支持する回転体と、該回転体を駆動するスピンドルモ
   ータと、該スピンドルモータの回転シャフトを支持する
   動圧軸受とを備え、前記動圧軸受が請求項１ないし請求
   項５のいずれか１項記載の動圧軸受であることを特徴と
   する回転ディスク装置。
7. 【請求項７】 磁気ディスク，光ディスク等の記憶媒体
   を支持する回転体と、該回転体を駆動するスピンドルモ
   ータと、該スピンドルモータの回転シャフトを支持する
   動圧軸受と、前記記憶媒体の記憶内容を少なくとも読み
   取る機能を有するヘッドとを備え、 前記動圧軸受は、その内周面に軸受内周・回転シャフト
   外周間の隙間をシャフト回転方向に向かって次第に狭ま
   らせるように軸受中心から偏心した動圧発生用の偏心円
   弧面が４個，等角度配置により形成され、 且つ、前記軸受内周・回転シャフト外周間に発生する動
   圧による油膜圧力分布のピーク位置と前記ヘッドのシー
   ク方向を一致させて成ることを特徴とする回転ディスク
   装置。
8. 【請求項８】 前記スピンドルモータの回転シャフトの
   周りを囲むようにして軸受ハウジングが配置され、この
   軸受ハウジングに前記動圧軸受が収容されると共に磁性
   流体の潤滑剤が封入され、この潤滑剤が磁気的にシール
   される構成としてある請求項６又は請求項７記載の回転
   ディスク装置。